发育相关几个重要信号通路分子的研究

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1、山东大学硕士学位论文发育相关几个重要信号通路分子的研究姓名：蔡召平申请学位级别：硕士专业：发育生物学指导教师：张红卫20090410几个发育相关重要信号通路分子的研究中文摘要脊椎动物的胚胎图式形成需要多种保守的信号通路——删al、Bmp、Wnt、Hedgehog和Fgf等，它们构成一个复杂的调控网络，参与调控胚胎发育过程中的各种生命活动。左．右轴是脊椎动物三个重要的体轴之一，它的形成同样需要多种信号通路的共同调节。本论文的第一部分利用氯化锂(LiCI)作为经典Wnt信号通路的特异激活剂，通过原位杂交技术，首次发现了经典Wnt信号参与体节发生的左右对称性

2、调节。研究发现，在斑马鱼原肠胚早期用LiCI处理，能使胚胎在早体节期产生不对称性体节。体节发生中的两个关键调控分子：脚和herl，在LiCI处理过的胚胎中也出现两侧不同步表达的现象。并且，在胚胎发育后期，心脏和肝脏的左右位置特性也发生了改变。但是，Nodal信号通路的关键组分(southpaw，leftyl和pitx2a)的表达图式却没有发生相应的改变，这些结果表明，在斑马鱼中，LiCI造成的不对称性体节和器官水平上左右位置的缺陷并不是由于Nodal信号的改变引起的．另外，我们也发现，LiCI处理可能通过干扰中轴中胚层的发育间接引起southpaw(s

3、paw)的异位表达。Hedgehog信号通路在胚胎发育中起着重要作用。它参与细胞增殖、分化和多种组织的模式形成。在脊椎动物中，Sonichedgehog作为一种形态发生素，能形成浓度梯度，诱导周围的不同位置的细胞产生不同的分化命运。本论文的第二部分是以头索动物文昌鱼为实验材料，利用文昌鱼在生命演化过程中独特的进化地位，首次对Hedgehog信号通路的几个关键组分(hedgehog，patched,smoothened，gli，suppressor-of-fused)在系统进化学、基因组结构和表达图式上，进行了系统地研究。研究发现，文昌鱼Hedgehog

4、通路几个主要分子在系统进化上都位于脊椎动物同源分子进化学分支的基部，符合文昌鱼在传统分类学中的进化地位。在基因组结构特征方面，文昌鱼与脊椎动物更相似。文昌鱼山东大学硕士学位论文无论是对于无脊椎动物果蝇，还是对于脊椎动物斑马鱼和人而言，都倾向于拥有更多数量的外显子，甚至存在一些在其他物种中既没有相应大小也没有对应蛋白序列的外显子，说明文昌鱼Hedgehog通路几个主要基因，在基因表达产物的调节上具有一定的特殊性，还具有有头索动物的原始属性；在时空表达方面，Hedgehog通路几个主要基因的表达图式有很大的相似性，都在形成中和新形成的体节、分化中的原肠腔壁

5、和头部中内胚层表达，这与在果蝇和脊椎动物同源基因的表达情况也很相似，说明Hedgehog信号通路在进化中十分保守。本论文的第三部分研究了Ecsit在斑马鱼早期胚胎发育中的功能。Ecsit是目前已知的BMP信号通路和Toll信号通路的唯一交叉点，在脊椎动物的胚胎发育和自身免疫调节中都具有重要的作用。通过在斑马鱼胚胎早期注射morpholino，抑制EcsitmRNA的翻译，本研究首次发现，胚胎早期绝大部分Bmp信号，像bmp4，VOX，evel等，都受到了抑制，但vent的表达却没有明显的改变。这些结果说明Ecsit只介导部分的Bmp信号。此外，还发现巨

6、噬细胞的早期marker基因tcpl的表达也受到了抑制，表明Ecsit可能同样参与巨噬细胞的成熟分化。关键词：左右信号；体节不对称；LiCI；Hedgehog通路；Ecsit2山东大学硕士学位论文AbstractVertebrateembryonicpatterningrequiresseveralconservedinductivesignals，includingNodal，Bmp，Wnt,HedgehogandFgfsignals，whichhaveshowntoconstituteacomplexregulatorynetworkthatare

7、responsibleforalltheeventsinembryogenesis．Left—right(L—R)axisisoneofthethreemajoraxesinvertebrates．ThegenerationofLoRasymmetryalsorequiresinteractionofmanysignals．ThefirstpartofthisstudyfirstlydiscoversasecondroleofWntsignalinginL-Rregulationofsomitogenesis，usingLiClchloride(LiC

8、l)asaspecificactivatorofcanonicalwritsignaling．